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TÉCNICAS DE SEPARAÇÃO DE MISTURAS

• Substância

• Cada substância possui um conjunto definido de propriedades e uma composição

química.

• Elas também podem ser inorgânicas (água e sais minerais) ou orgânicas

(proteínas, carboidratos, lípideos, ácido nucleico e vitaminas).

• Qualquer espécie de matéria formada por átomos de elementos específicos em

proporções específicas.

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Misturas e Substâncias Puras

1. Substância Pura

Todo material com as seguintes características:

• Unidades estruturais (moléculas, conjuntos iônicos) quimicamente iguais entre si.

• Composição fixa, do que decorrem propriedades fixas, como densidade, ponto de fusão

e de ebulição, etc.

• A temperatura se mantém inalterada desde o início até o fim de todas as suas mudanças

de estado físico (fusão, ebulição, solidificação, etc.).

• Pode ser representada por uma fórmula porque tem composição fixa.

• Não conserva as propriedades de seus elementos constituintes, no caso de ser

substância pura composta.

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a. Substâncias Puras Simples

• Formada por átomos de um único elemento químico (mesmo número atômico (Z), ou

seja, o mesmo número de prótons).

Ouro: Au Gás Hidrogênio: H2

Ferro: Fe Argônio: Ar

OBS:

• Alotropia é o fenômeno em que um mesmo elemento químico (átomos de mesmo Z)

forma duas ou mais substâncias simples diferentes.

Elemento: Variedades alotrópicas

Carbono (C): Diamante (Cn) Grafite (Cn) Fureleno (Cn)

Oxigênio (O): Oxigênio (O2) Ozônio (O3)

Fósforo (P): Fósforo branco (P4) Fósforo vermelho (Pn)

Enxofre (S): Enxofre rômbico (S8) Enxofre monoclínico (S8)

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b. Substâncias Puras Compostas

• Formada por mais de um elemento químico, numa proporção determinada de átomos.

Cloreto de Sódio: NaCl Metano:CH4

Água: H2O Glicose: C6H12O6

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Sistemas

a. Sistema homogêneo, material homogêneo ou matéria homogênea

• Apresenta as mesmas propriedades em qualquer parte de sua extensão em que seja

examinado.

• Um sistema homogêneo ou é uma mistura (homogênea) ou uma substância pura num

único estado físico.

b. Sistema heterogêneo, material heterogêneo ou matéria heterogênea

• Não apresenta as mesmas propriedades em qualquer parte de sua extensão em que

seja examinado.

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Fases

• Diferentes porções homogêneas, limitadas por superfícies de separação, que constituem

um sistema heterogêneo.

• Um sistema heterogêneo ou é uma mistura (heterogênea) ou é uma substância pura em

mudança de estado físico.

OBS:

• Os sistemas homogêneos são monofásicos ou unifásicos.

• Os sistemas heterogêneos são polifásicosicos.

• Sistemas com n componentes sólidos, como regra têm n fases.

• Sistemas com n gases sempre têm uma única fase.

• Não existe sistema heterogêneo de dois ou mais gases.

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Mistura e Substância Pura

2. Misturas

• Qualquer sistema formado de duas ou mais substâncias puras, denominadas

componentes.

• Pode ser homogênea ou heterogênea, conforme apresente ou não as mesmas

propriedades em qualquer parte de sua extensão em que seja examinada.

• Toda mistura homogênea é uma solução, por definição.

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Casos especiais de misturas

• Comportam como se fossem substâncias puras nos processos de fusão (misturas

eutéticas) → Solução de água e NaCl

• Comportam como se fossem substâncias puras em relação à ebulição (azeotrópicas)

→ Solução de álcool e água

• Não é conhecida nenhuma mistura que seja eutética e azeotrópica simultaneamente.

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SEPARAÇÃO DOS COMPONENTES DE MISTURAS HETEROGÊNEAS

1. SÓLIDO – SÓLIDO

a. Catação

• Separação manual ou com pinças de misturas.

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SEPARAÇÃO DOS COMPONENTES DE MISTURAS HETEROGÊNEAS

b. Ventilação

• Sólido menos denso é separado por uma corrente de ar.

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c. Levigação

• Sólido menos denso é separado por uma corrente de água.

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d. Separação magnética

• Um dos sólidos é atraído por um ímã.

• Esse processo é utilizado em larga escala para separar alguns minérios de ferro de suas

impurezas.

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e. Peneiração

• Sólidos constituintes de partículas de dimensões diferentes.

• Usadas peneiras que tenham malhas diferentes.

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f. Sublimação

• Um dos sólidos, por aquecimento, se sublima (passa para vapor), e o outro permanece

sólido.

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g. Dissolução fracionada

• Um dos componentes sólidos da mistura é dissolvido em um líquido.

• Colocando-se a mistura em um recipiente com água, um irá se dissolver e o outro se

depositar no fundo do recipiente, podendo agora ser separados pelos seguintes

processos: filtração separa (fase sólida) da água (fase líquida) e com a evaporação da

água obteremos a outra substância.

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h. Fusão fracionada

• Toma por base seus diferentes pontos de fusão.

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i. Cristalização fracionada

• Todos os componentes da mistura são dissolvidos em um líquido que, em seguida, sofre

evaporação provocando a cristalização separada de cada componente.

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j. Flotação

• Consiste em separar misturas heterogêneas sólidas com densidades diferentes através

de uma densidade intermediária.

1. Adutora de Água Bruta2. Tanque de Mistura3. Canal de Água Coagulada4. Tanque de Floculação5. Tanque de Flotação6. Descaraga automática Lodo7. Canal de água flotada

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SEPARAÇÃO DOS COMPONENTES DE MISTURAS HETEROGÊNEAS

2. SÓLIDO – LÍQUIDO

a. Decantação:

• A fase sólida, por ser mais densa, sedimenta-se, ou seja, deposita-se no fundo do

recipiente

• A separação das duas fases pode ser feita de duas maneiras:

vira-se lentamente a mistura em um outro frasco;

Com o auxílio de um sifão, transfere-se a fase líquida para um outro frasco (sifonação)

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b. Filtração simples

• A fase sólida é separada com o auxílio de papéis de filtro.

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c. Filtração à vácuo

• Trompa de vácuo "suga" o ar existente na parte interior do kitassato, o que permite um

mais rápido escoamento do líquido.

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d. Centrifugação

• Acelerar o processo de decantação, utilizando um aparelho denominado centrifuga.

• Na centrífuga, devido ao movimento de rotação, as partículas de maior densidade, por

inércia, são arremessadas para o fundo do tubo.

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TÉCNICAS DE SEPARAÇÃO DE MISTURAS

SEPARAÇÃO DOS COMPONENTES DE MISTURAS HETEROGÊNEAS

3. LÍQUIDO – LÍQUIDO

Decantação

• Separam-se líquidos imiscíveis com densidades diferentes.

• O líquido mais denso acumula-se na parte inferior do sistema.

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SEPARAÇÃO DOS COMPONENTES DE MISTURAS HETEROGÊNEAS

4. GÁS - SÓLIDO

• Decantação

• A mistura passa através de obstáculos, em forma de zigue-zague, onde as partículas

sólidas perdem velocidade e se depositam.

• Industrialmente, esse processo é feito em equipamento denominado câmara de poeira

ou chicana.

b. Filtração

• A mistura passa através de um filtro, onde o sólido fica retido.

• Esse processo é muito utilizado nas indústrias, principalmente para evitar o lançamento

de partículas sólidas na atmosfera.

• A filtração é também usada nos aspiradores de pó, onde o sólido é retido (poeira) à

medida que o ar é aspirado.

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SEPARAÇÃO DOS COMPONENTES DE MISTURAS HOMOGÊNEAS

1. SÓLIDO – LÍQUIDO

a. Evaporação

• A mistura é deixada em repouso ou é aquecida até o líquido (componente mais volátil)

sofra evaporação.

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b. Destilação simples

• Mistura é aquecida em uma aparelhagem apropriada, de tal maneira que o componente

líquido inicialmente evapora e, a seguir, sofre condensação, sendo recolhido em outro

frasco.

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SEPARAÇÃO DOS COMPONENTES DE MISTURAS HOMOGÊNEAS

2. LÍQUIDO – LÍQUIDO

Destilação fracionada

• Consiste no aquecimento da mistura de líquidos miscíveis (solução), cujos pontos de

ebulição (PE) não sejam muito próximos.

• Os líquidos são separados na medida em que cada um dos seus pontos de ebulição é

atingido. Inicialmente, é separado o líquido com menor PE; depois, com PE intermediário

e assim sucessivamente até o líquido de maior PE.

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SEPARAÇÃO DOS COMPONENTES DE MISTURAS HOMOGÊNEAS

3. GÁS – GÁS

a. Liquefação fracionada

• Mistura de gases passa por um processo de liquefação e, posteriormente, pela

destilação fracionada.

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b. Adsorção

• Consiste na retenção superficial de gases.

• Alguma substâncias, tais como o carvão ativo, têm a propriedade de reter, na sua

superfície, substâncias no estado gasoso.